Расчёт катушки индуктивности под динамик

Данный расчет является примером для определения данных катушки индуктивности на воздушном сердечнике, нагруженной динамиком. В этом примере выбрана катушка без сердечника во избежание искажений, обусловленных перемагничиванием сердечника.

На рисунке показана оптимальная катушка индуктивности в смысле отношения индуктивности катушки и ее активному сопротивлению. Конструкция получается, когда внутренний диаметр цилиндрического слоя обмотки вдвое больше его высоты, а внешний диаметр в четыре раза больше высоты и в два раза больше внутреннего диаметра.

hd800-pic_03

высота 1 см; внутренний диаметр 2 см; внешний диаметр 4 см.

Пример расчета

Современные программы по расчету пассивных фильтров для акустики, дают значение катушек индуктивности в мГн, здесь нужно перевести в мкГн, т.е. умножить на 1000.

Определим данные катушки с индуктивностью 1,25 мГн (или 1250 мкГн) разделительного фильтра, нагруженного динамиком сопротивлением 4 Ом. Активное сопротивление рассчитываемой катушки должно составлять 5% сопротивления динамика. Это соотношение можно считать вполне приемлемым. Активное сопротивление катушки: R = 0,05 х 4 = 0,2 Ом.

  1. откуда: L/R = 1250 / 0,2 = 6250 мкГн/Ом;
  2. далее имеем: h =  ((L/R) / 8,6) = √ (6250 / 8,6) = 26,96 мм;
  3. длинна жилы: l = 187,3 х √ (L х h) = 187,3 х √ (1250 х 26,96) = 34383 мм = 34,3 м;
  4. количество витков: ω = 19,88 √(L / h) = 19,88 х √ (1250 / 26,96) = 135,36 витков;
  5. диаметр жилы: d =0,84h / ω = 0,84 х 26,96 / √ 135,36 = 1,95 мм;
  6. масса намотки: m = (h3 х 10-3) / 21,4 = (26,963 х 10-3) / 21,4 = (19595,65 х 0,001) / 21,4= 0,9 кг.

Полученные значения должны быть округлены (в первую очередь диаметр жилы) до ближайшего стандартизированного. Окончательные значения индуктивности подгоняют путем отматывания нескольких витков обмотки, намотанной с некоторым превышением числа витков сравнительно с рассчитанным.

Итак имеем данные, которые понадобятся для расчета будущей катушки:

  1. высота намотки h = 26,96 мм;
  2. значит внутренний диаметр a = 53,92 мм;
  3. соответственно внешний: b = 107,84 мм;
  4. длинна жилы: 34,3 м;
  5. количество витков: 135;
  6. диаметр жилы, соответствует стандартизированному: 1,95 мм (по меди).

Статья специально подготовлена для сайта ldsound.ru

42 комментария: Расчёт катушки индуктивности под динамик

  1. Александр пишет:

    Интересная статья но при расчете катушки 2,78 мГн получилась катушка h=40, a=80, b=160 ка кто большая слишком получилась.
    У меня в 25 АС на 2,5 мГн гораздо меньше. Что делать не знаю.

    • LDS пишет:

      Да, я знаю, что пересчет под индуктивность дает просто огромные размеры, но как указано в описании: “На рисунке показана оптимальная катушка индуктивности в смысле отношения индуктивности катушки и ее активному сопротивлению.”

  2. Геннадий пишет:

    пожалуйста рассчитайте катушку индуктивности в фильтр нч под динамик 20 ГДН-1-8 (10 ГД-30Б).прошу ВАС указать количество витков и диаметр оправки. В наличии имею провод диаметр 1,7 мм кв. длинной 36 метров.

  3. Виталий пишет:

    Помогите пожалуйста рассчитать катушку индуктивности на 3.6 мГн проводом 1.18. Подскажите с размерами конструкции и количеством витков. Катушка на НЧ звено. Буду очень благодарен.

  4. Виталий пишет:

    Спасибо большое, по ссылке, что Вы дали выходит что-то более реальное.

  5. Денис пишет:

    Ещё-бы онлайн расчёт под эти формулы ) а так лет 20 мотаю по этой формуле, а в последнее время и фильтр для усилителей D класса тоже по ней делаю, что там максимум 22мкГн ))) звук как будто лучше!

  6. Бокарёв Александр Ростов-на-ДОНУ пишет:

    есть прекрасные программки, в которые забиты формулы из старого справочника радиолюбителя. Когда мотал огромную катушку, считал по этим формулам, совпало до долие мгн, удивился -не то слово. Вот ссылочка на кроссовер калькулятор этот https://cloud.mail.ru/public/rp1b/4Xrb82mhj

    • Константин пишет:

      Бокарёв Александр Ростов-на-ДОНУ: Отличная программа. Теперь Excel с формулами под отечественные динамики не очень нужен(разве что для сверки полученных расчетов).

      Осталось разгадать порядок рассчитанного кроссовера. R-L-C

      “Легкая измена” номинала деталей, и крутой Чебышев легко мутирует в элипс, затем в плоского Баттерворта.(шутка с долей истины)

  7. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Константин, в этой программке сес считаем катушки, а есть другая программка LC_Filter , она считает номиналы фильтров и выдает ачх .https://cloud.mail.ru/public/Lyd1/S9m1hpsnW

  8. Станислав пишет:

    имеет ли значение активное сопротивление катушки стоящей в фильтре параллельно ВЧ динамику

  9. Дмитрий пишет:

    А можно ли мотать двойным проводом?

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Хоть десятерным. Правда, растут потери сечения из-за растущего вклада лака , зато можно лаком пропитать и он вцепится в витой провод, получится каменная катуха. Видел такие фирменные, красотища.

      • Vip Kit пишет:

        Индуктивность на лицендрате.
        Самая лучшая L, для СЧ и ШП динамиков.

      • Марков Николай пишет:

        Кроме понтов и увеличения стоимости намотка литцендратом на звуковых частотах ничего не даёт.

        • Vip Kit пишет:

          Катушки на лицендрате, ,,добавляют воздух” в звук. Только активное сопротивление, не должно быть больше 10%, от активного – динамика.

          • Чалов Денис пишет:

            Хватит ерундой страдать. Какой воздух. Катушка, намотанная проводо 3мм дает разницу в сравнении с 1мм заметную. А тут обычное, банальное самовнушение.

            • Александр Ростов-на-Дону пишет:

              Литцем мотать приятнее, он ложится ровно и пальцы не ломает вам, в отличие от намотки рельсой в 3мм. Сам делал такой провод в виде тросика из провода малого сечения , тупо по причине отсутствия толстой моножилы. Намотал веревкой вторичку, потом концы прозвонил, поделил пополам, получил две раздельные идентичные обмотки .

            • Vip Kit пишет:

              Да, Ваше самовнушение, похоже ещё более стойкое))
              Давайте проведём эксперимент.
              Возьмем две индуктивности, с одинаковым номиналом и равным активным сопротивлением. Одна моножильная, другая лицендрат и проверим на приличном динамике – 6ГД2 или 4ГД28.

              • Andy_P пишет:

                Баттл? Опять на слух? У лицендрата есть отличные свойства, но для гораздо более высоких частот, чем обсуждаемые

            • Andy_P пишет:

              Провод 3мм для катушки – из этого потом по танкам стрелять? Размер катухи НЧ фильтра (а как раз туда такое) – это, конечно, хорошо, но размер будет с литровую банку…:(

              • Vip Kit пишет:

                Вам, что, за такую катушку налог платить?))
                Если нужна индуктивность, номиналом 3-5 mH, на воздушном сердечника, с низким активным сопротивлением, то сечение в 3 мм не много.
                Кстати, скин – эффект, в звуковом диапазоне, ощутим на слух от 10 КГц и выше, выше, выше…))
                И индуктивность на лицендрате, в силу отсутствия данного артефакта, способна максимально бережно передать атмосферу музыкальной записи зала, или студии.

            • Valiko пишет:

              …если относительно АС катушка является ножом, который режет частоту и как он должен улучшить звучание динамика…я понимаю, что в общем за счет диаметра можно регулировать общий номинал сопротивления многополосной АС… в S-70, S-90 стоят 0.65, 0.85 и др. замена на толстые проволоки катушки не дают прибавления качества звука…всех благ

              • Марков Николай пишет:

                Диаметр влияет на активное сопротивление катушек индуктивности, но оно мало влияет на входное сопротивление АС в целом, которое определяется (при правильно рассчитанном фильтре) активными сопротивлениями динамиков и реактивными сопротивлениями элементов фильтра. Сопротивления катушек, как правило, малы в сравнении с ними.

                • Евгений пишет:

                  Добавлю, что на НЧ, если быть точным… Так как по физике сопротивление катушки wL.

      • LDS пишет:

        Дайте фото пожалуйста. Что за чудо такое.

  10. Марков Николай пишет:

    Глубина проникновения переменного тока в медь на частоте 20 кГц равна 0,33 мм. Это значит, что при толщине медного провода 0,66 мм плотность тока в центре упадёт ровно в е=2,71 раз, а на половине радиуса – в 1,65 раза, что даст прирост активного сопротивления по всему сечению меньше 10% (смотрите рисунок). По-нашему, активное сопротивление катушки, намотанной проводом 0,66 мм по меди на 20 кГц вырастет в 1,1 раза по сравнению с постоянкой.

    • Valiko пишет:

      …уважаемый…все правильно толщина провода влияет на сопротивление…скажем СЧ динамик отрезали с двух сторон и динамик будет играть оставленные частоты…и оставленные частоты динамик играет как может…влияние толщины провода катушки на игру динамика я не вижу… всех благ…

      • Vip Kit пишет:

        Всё, очень просто – индуктивность на тонком проводе имеет активное сопротивление выше, что в свою очередь демпфирует динамик ( пропадает ясность звучания), кроме того такая индуктивность гадит АЧХ, на собственном резонансе.

        • Александр Ростов-на-Дону пишет:

          не забудьте про снижение кпд динамика из-за омических потерь на проводе . По мне. так это главная причина стремления к намотке катушки рельсой из меди.
          про изгаженную ачх из-за собственного резонанса катушки услышал впервые. Вы его лично измеряли?

    • Аудиостроитель пишет:

      10% на 20 кило Герцах? Можно забыть и запить водой. Слишком высоко и очень мало для заметности на слух.

  11. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Поверю в сказки про скин-эффект лишь тогда, когда соберу измерилку , к ней подкину фильтр нч или вч , с катушками равной индуктивности, но разного сечения провода. И ежели измерилка даст различие в ачх хотя бы в долю дБ, тогда кивну и соглашусь. Но не ранее.
    А красивые картинки чаще и есть красивые картинки .Как в рекламе зубной пасты и кислотно-щелочного баланса.

    • Andy_P пишет:

      Скин-эффект достаточно заметен на 20КГц в импульсных источниках питания, где плотность тока в обмотке и если вообще мощности серьёзные. Тогда и мотают даже не лицендратом – просто в несколько жил. А в колонках… Хз, может, какой-то воздух куда-то и уходит, но, думаю – на уровне слов.

  12. Александр Ростов-на-Дону пишет:

    Вот это в десятку, в это верю. Импульс да на такой высокой частоте имеет полосу в МГц, где скин-эффект уже в полный рост и его нужно учитывать.
    А литц в самом деле звучит в кабелях иначе, чем просто жила или многожила без изоляции. А почему- фигзна.

    • Vip Kit пишет:

      Литцендрат и моножила – разные и по ёмкости и по индуктивности. Так, что многое объяснимо без эзотерики.

      • Andy_P пишет:

        Объяснимо и давно измерено. Ёмкость межвитковая меньше и скин,-эффект меньше у лицендрата – безусловно, но на каких частотах заметно? На звуковых? Есть в сети результаты измерений? Просто интересно, лицендрат никогда не применял в звуке, в приемниках – да, последний раз лет пятнадцать тому, когда транс для мощной ультразвуковой ванны делали, там был вполне себе эффект. Есть надёжные ссылки с аудио замерами на ЗЧ?

  13. Valiko пишет:

    …так полоса частоты – это булка хлеба…режем ножом слева и справа…нож может быть золотой, ржавый или тупой (баттер. чебыш. или бессел)…зависимости от ножа получим обрезанные края хлеба ровный, не ровный или рассыпчытый…
    так середина останется как есть серый, белый, ржаной…так сорт хлеба не измениться от типа ножа…качество звука зависит от динамика…всех благ…

  14. Валера пишет:

    Всё гениальное просто

  15. Валера пишет:

    Я такие делал колонки,схему начинки Вега 50 122,катушки мотал подборки,начинал с 30 витков

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *